MoonBug

[Level2.] 호텔 대실 C++

J2on — Fri, 1 Mar 2024 21:43:38 +0900

<< 문제 >>

https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/155651

프로그래머스

코드 중심의 개발자 채용. 스택 기반의 포지션 매칭. 프로그래머스의 개발자 맞춤형 프로필을 등록하고, 나와 기술 궁합이 잘 맞는 기업들을 매칭 받으세요.

programmers.co.kr

핵심적인 개념은 "같은시간 내에 몇 개의 방을 사용하는가?" 입니다.

그래서 시간에 따라 정렬하고 입장은 + 퇴장은 - 를 통해 이 값이 최대가 되는 경우가 답입니다.

저는 15:00 -> 900 이렇게 분 단위로 전환해서 입/퇴장 여부를 pair에 담고 vector로 묶어 정렬했습니다.

그냥 map을 쓰면 되는거 아니냐 하실 수 있는데,,, map은 중복을 허용하지 않기 때문에 그렇습니다.

multimap을 쓸 수도 있지만 그냥 vector를 활용하는게 더 직관적이라 그렇게 했습니다.

<< 코드 >>

#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

int solution(vector<vector<string>> book_time) {
    int answer = 0;
    
    vector<pair<int, string>> timeStamps;
    
    int min;
    for(auto& time : book_time){
        pair<int, string> timeStamp;
        for(int i=0; i<2; i++){
            min = 0;
            min += stoi(time[i].substr(0,2)) * 60;
            min += stoi(time[i].substr(3,2)); 
            
            if(i == 0){ // 입장시간
                timeStamp.first = min;
                timeStamp.second = "입장";
            }
            else{
                timeStamp.first = min + 9; // 청소시간까지 고려
                timeStamp.second = "퇴장"; 
            }
            
            timeStamps.push_back(timeStamp);
        }
    }
    
    sort(timeStamps.begin(), timeStamps.end());
    
    int usingRoom = 0;
    for(auto& p : timeStamps){
        if(p.second == "입장"){
            usingRoom++;
        }
        else if(p.second == "퇴장"){
            usingRoom--;
        }
        
        if(usingRoom > answer){
            answer = usingRoom;
        }
    }
    
    return answer;
}

<< 깃허브 >>

https://github.com/J2on/StudyAlgorithm_Part2/tree/main/%ED%94%84%EB%A1%9C%EA%B7%B8%EB%9E%98%EB%A8%B8%EC%8A%A4/2/155651.%E2%80%85%ED%98%B8%ED%85%94%E2%80%85%EB%8C%80%EC%8B%A4

[Level2.] 튜플 C++

J2on — Thu, 22 Feb 2024 21:28:25 +0900

https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/64065

프로그래머스

programmers.co.kr

사실 문제 보면서 의문이었던게

"설명에서 어느 부분이 결과물의 순서를 명시하는거지????"

순서를 어떻게 하라는 말이 없는데 결과물의 순서는 있길래 좀 당황스러웠다.

해답은 많이 나온 요소의 순서대로 vector에 입력하는 것이었다.

<< 코드 >>

#include <string>
#include <vector>
#include <unordered_map>
#include <queue> 

using namespace std;

vector<int> solution(string s) {
    
    // map을 통해 어떤 숫자가 몇번 나왔는지를 기록
    unordered_map<int,int> um;
    
    string temp = "";
    for(int i=0; i < s.size(); i++){
        if(s[i] == '{'){
            continue;
        }
        
        if(s[i] == ',' || s[i] == '}'){ // 쉼표나 괄호 닫기가 나온 경우 문자를 넣어줌
            if(temp.size() != 0){
                int num = stoi(temp);
                um[num] += 1;
                temp = "";
            }
        }
        else{
            temp += s[i];
        }
    }
    
    priority_queue<pair<int,int>> pq;
    for(auto& n : um){
        pair<int,int> p(n.second, n.first);    
        pq.push(p);
    }
    
    vector<int> answer;
    while(!pq.empty()){
        pair<int,int> p = pq.top();
        answer.push_back(p.second);
        pq.pop();
    }
    
    return answer;
}

map에 <input, 등장횟수> 를 저장한다.

등장횟수에 따라 vector에 입력해주면 되기 때문에,
pair를 역으로 <등장횟수, input>으로 작성해 pq에 넣어 순서대로 빼내어 vector에 넣는 방법을 사용했다.

<< 깃헙 >>

https://github.com/J2on/StudyAlgorithm_Part2/tree/main/%ED%94%84%EB%A1%9C%EA%B7%B8%EB%9E%98%EB%A8%B8%EC%8A%A4/2/64065.%E2%80%85%ED%8A%9C%ED%94%8C

[Level2.] 숫자 변환하기 C++

J2on — Sun, 18 Feb 2024 22:54:09 +0900

<< 문제 >>

https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/154538

프로그래머스

programmers.co.kr

2배, 3배 +n

이 세 가지 연산으로 x를 y로 변환하는 최소 횟수를 찾는 문제입니다.

이 가능한 연산 경우가 적어서 모든 경우를 다 볼 수 있는데,

주의해야 할 부분은 x -> y 보다 y -> x가 적은 경우를 계산한다는 것입니다.

예를 들어 1, 10이라면

1부터 시작하면 2, 3을 모두 곱하는 경우를 택하겠지만, 10부터 시작한다면 2로만 나눌 수 있겠죠?

이게 반복하다보면 많은 차이를 만들 수 있습니다.

주요 과정은

1. y에서 /2 , /3 , -n 연산이 가능하다면 연산을 한다.

2. 연산 결과가 x와 일치한다면 끝내고, 아니라면 반복한다.

3. q에 더 이상 수가 없다면 ( 3가지 연산이 불가능한 상태 == 즉, x로 y를 만들 수 없을 때) 1을 출력

어짜피 무슨 연산을 하든 상관이 없으니 같은 연산 횟수의 수끼리 한 q에 담기게 됩니다.

x = 3 , y = 23 , n = 1 이라면

q = [23]

1: => q = [22]

2: => q = [11, 21]

3: => q = [10, 7, 20]

4: => q = [5, 9, 6, 10, 19]

5: => q = [4, 3, ...]

그러면 이렇게 5번째가 최소라는 것을 알 수 있습니다.

<< Code >>

#include <string>
#include <vector>
#include <queue>

using namespace std;

int solution(int x, int y, int n) {
    int answer = 0;

    if(x == y){
        return 0;
    }
    
    queue<int> q;
    q.push(y);
    
    int qSize;
    int head;
    int num;
    bool isOver = false;
    
    while(!isOver && !q.empty()){
        qSize = q.size(); 
        for(int i = 0; i < qSize; i++){
            head = q.front();
            if(head % 2 == 0){
                num = head / 2;
                if(num == x) { 
                    isOver = true; 
                    break;
                }
                q.push(num);
            }
            
            if(head % 3 == 0){
                num = head / 3;
                if(num == x) { 
                    isOver = true; 
                    break;
                }
                q.push(num);
            }
            
            if(head >= n){
                num = head - n;
                if(num == x) { 
                    isOver = true; 
                    break;
                }
                q.push(num);
            }
            q.pop();
        }
        answer++;
    }
    
    if(!isOver){
        answer = -1;
    }
    
    return answer;
}

<< GitHub >>

https://github.com/J2on/StudyAlgorithm_Part2/blob/main/%ED%94%84%EB%A1%9C%EA%B7%B8%EB%9E%98%EB%A8%B8%EC%8A%A4/2/154538.%E2%80%85%EC%88%AB%EC%9E%90%E2%80%85%EB%B3%80%ED%99%98%ED%95%98%EA%B8%B0/%EC%88%AB%EC%9E%90%E2%80%85%EB%B3%80%ED%99%98%ED%95%98%EA%B8%B0.cpp

[Level1.] 예산 C++

J2on — Thu, 15 Feb 2024 20:13:29 +0900

<< 문제 >>

https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/12982

프로그래머스

programmers.co.kr

<< 코드 >>

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
using namespace std;

int solution(vector<int> d, int budget) {
     int answer = 0;
    sort(d.begin(), d.end());
    
    for(auto& a : d){
        budget -= a;
        if(budget >= 0 ){
            answer++;
        }
    }
    
   
    return answer;
}

크게 생각할 부분이 없는 것이...

가장 많은 부서에 물품을 제공하기 위해선

가장 적은 돈을 필요로 하는 부서의 물건부터 구매해 주면 됩니다.

정렬만 잘 하면 너무나 쉬운 문제

<< GitHub >>

https://github.com/J2on/StudyAlgorithm_Part2/tree/main/%ED%94%84%EB%A1%9C%EA%B7%B8%EB%9E%98%EB%A8%B8%EC%8A%A4/1/12982.%E2%80%85%EC%98%88%EC%82%B0

메모리 파편화 (Memory Fragmentation)와 Virtual Memory

J2on — Sat, 10 Feb 2024 02:01:13 +0900

메모리 파편화 (Memory Fragmation)

External Fragmentation

메모리 파편화에는 두 종류가 있다.

Internal Fragmentation
- Allocated된 memory가 필요보다 조금 더 할당 되어서 남은 공간이 비어있는 경우
External Fragmentation
- Memory 내부에 Process들 사이에 빈 메모리 공간

이걸 해결하기 위해 Paging을 사용한다.

Memory는

실제 memory의 Physical Memory Address → MMU → Logical Memory Address

과정을 거친다.

그래서 Process가 활용하는 것은 Logical Memory Address인데

Physical Memory를 fixed size한 block으로 나눈 것을 ‘frame’이라 하고

같은 크기의 Logical Memory를 ‘Page’라고 한다.

그래서 이러한 Page를 각 프로세스마다 PageTable(MMU의 역할)로 묶는다.

⇒ 그러면 프로세스 입장에선 연속된 memory공간처럼 활용이 가능하다.

이런 Page Table 구성에는 Hashing이나 Inverted나 계층구조나 여러 방식이 존재한다.

9. Main Memory

Paging에서 항목이 많아지는 경우엔 2중 3중으로 Paging하고 하는거지

이런 Page Table을 이용하는 방식이 Virtual Memory이다.

이런 Virtual Memory는 또, ROM을 이용해 실제 메모리보다 더 큰 메모리를 사용할 수 있게 해준다.

이게 무슨 말이냐….

실제 Memory에 올라있지 않고,

디스크에 backing store라고 하는 곳에 잘 안쓰는 데이터들을 저장해둔다.

그런데, 이 backing store에 저장된 정보가 필요한 경우엔 어떻게 해야할까?

(혹은 새 Data로 인해 빈공간이 필요한 경우)

일단 이런 상황을 Page Fault라고 한다. Page Table에서 찾을 수 없다는 뜻.

그리고, backing store에 있는 정보와 Swapping을 통해 memory에 있는 정보와 교환한다.

그래서 **어떤 Page를 Victim(희생자)**로 선정하는가?

여러 알고리즘이 있다.

FIFO(First in First out) - 가장 먼저 들어온 순으로 교체
Optimal Page Replacement - 앞으로 가장 나중에 사용될 page 교체
(앞으로의 Process 진행을 알고 있어야 함 ← 현실성 부족)
LRU(Least Recently Used) - 가장 오래 전에 접근 되었던 page 교체

10. Virtual Memory

자세한 내용은 위로…

참고

https://www.geeksforgeeks.org/difference-between-internal-and-external-fragmentation/

Difference between Internal and External fragmentation - GeeksforGeeks

A Computer Science portal for geeks. It contains well written, well thought and well explained computer science and programming articles, quizzes and practice/competitive programming/company interview Questions.

www.geeksforgeeks.org

Von Neumann Architecture

J2on — Sat, 10 Feb 2024 00:48:51 +0900

https://ko.wikipedia.org/wiki/폰_노이만_구조

폰 노이만 구조

대부분의 Modern Computer Architecture는 폰 노이만 구조를 따르고 있다.

본 노이만 구조를 한 문장으로 정리하자면

“CPU가 Main Memory에 올려진 Data와 이를 이용한 instruction(interrupt)을 받아 Process를 처리하는 구조” 라고 할 수 있다.

추가적으로 입출력 기기와 보조기억장치인 대용량 저장장치가 있다.

여기서 CPU는 Control Unit과 Logic Unit으로 나뉘는데,

Control Unit은 CPU에서 실행순서와 interrupt에 대한 연산을 수행

Logic Unit은 산술 연산과 논리 연산을 담당

Quad Tree & Loose Quad Tree& Octree

J2on — Sat, 10 Feb 2024 00:22:06 +0900

Quad Tree

Binary Tree가 Node가 두 개인 트리구조인 것처럼

Quad Tree는 Node가 네 개인 트리구조를 말한다.

사용처

대량의 좌표 데이터를 압축 저장
보통 흑백 이미지 표현에 많이 사용
게임에서는 지형정보를 저장하기 위해 많이 사용한다.
- 거대한 지형을 탐색할 때, 필요 없는 정보를 버릴 수 있다
- Procedural Grneration에서 QuadTree를 이용해 생성
Collision Check 시에 사용

어느 Box에 Collision이 생겼는지 탐색하는 경우에 사용할 수 있을 듯하다.

무작정 탐색보다 어느 사분면에 맞았는지를 따라가는 편이 정확한 충돌위치 판별에 도움이 될 것

Loose Quad Tree

Loose Quad Tree 알고리즘은 기존 Quad Tree 알고리즘의 문제점을 보완하기 위해 탄생

Quad Tree 알고리즘의 문제점?

Quad Tree는 크기를 엄격하게 4개로 분할한다.
이렇다 보니 한 개의 영역 Data가 몰리는 경우에 비효율적
- 불필요하게 많은 Node를 생성하고 메모리를 낭비할 수 있음
그러니 검색속도가 느려질 수 있다.

⇒ 그래서 Loose Quad Tree는 각 영역을 Loose하게 분할한다.

https://community.cesium.com/t/announcing-cesium-osm-buildings/9757

이런 형식으로 엄격하게 분할하지 않는 QuadTree를 말한다.

Octree

Wiki-Octree https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FOctree&psig=AOvVaw1o7-kigjRb314zK7vxN40w&ust=1707576077731000&source=images&cd=vfe&opi=89978449&ved=0CBQQjhxqFwoTCJD1n9--noQDFQAAAAAdAAAAABAD'

Octree는 QuadTree의 3차원 형태로 생각하면 쉽다.

8개의 자식노드를 가지는 트리구조이다.

Deque(및 Queue, stack)의 메모리 관점에서 구현 방식

J2on — Wed, 7 Feb 2024 19:31:40 +0900

dequeue

deque는 양 쪽에서 push와 pull이 가능한 자료구조 이다.

list는 linked list형태로 제작되었고, vector는 연속된 메모리 공간에 존재한다.

그럼 deque는?

→ 둘 다 좀 다름

deque의 경우 각 object를 가리키는 pointer들의 연속된 집합으로 이루어짐.

value 값은 다른 공간에 저장을 해두고, 그 공간을 가리키는 pointer만 연속적으로 저장

장점

Random Access도 가능함
연속적인 공간의 크기가 작아도 됨
- Pointer의 작은 크기 덕에 다른 자료형을 연속적으로 저장하는 것보다 작음
- vector는 크기가 커질 때, 다른 공간에 복사하는 작업이 필요 → deque는 이런 작업이 적게 일어남.

단점

Random Access시에 한 단계 더 거치기에 vector보다 약간 더 느릴 것 (아주 약간)

다만, vector와 비교했으나 두 자료구조의 사용법과 상황이 다르므로 직접적으로 뭐가 더 좋다는 뜻은 아니다.

Queue & Stack

queue는 deque나 list를 기반으로 구현

Stack도 deque나 vector를 활용해서 구현

C++ Smart Pointer에 대하여

J2on — Wed, 7 Feb 2024 18:17:21 +0900

C++의 큰 특징 중 하나

Pointer를 이용한 직접적인 메모리 관리가 가능하다.

하지만, 프로그래머가 직접 관리하다보니 메모리 누수가 발생할 수 있다.

이를 위해 Smart Pointer를 사용한다.

Smart Pointer는 일반 Pointer를 wrapping하는 형태로 구성된다.

Smart Pointer의 종류

1. unique_ptr (Unique Pointer)

어떠한 object가 오직 한 개의 참조만이 가능할 때, 새로운 참조가 생기면 기존 pointing을 끊어버리는 것.

#include <memory>
#include <iostream>

class MyClass {
public:
    MyClass() {
        std::cout << "MyClass 생성자 호출\\n";
    }

    ~MyClass() {
        std::cout << "MyClass 소멸자 호출\\n";
    }

    void doSomething() {
        std::cout << "뭔가를 수행 중...\\n";
    }
};

int main() {
    // std::unique_ptr을 사용하여 동적으로 할당된 객체를 관리
    std::unique_ptr<MyClass> uniquePtr = std::make_unique<MyClass>();

    // 객체에 접근
    uniquePtr->doSomething();

    // 메모리는 자동으로 관리되므로 따로 delete할 필요 없음

    return 0; // uniquePtr가 범위를 벗어나면 MyClass는 자동으로 삭제됨
}

2, shared_ptr (Shared Pointer)

object가 몇 개의 pointer에 의해 pointing 되고 있는지 알려준다.

참조되는 (pointing)의 수가 0이 되면 해당 object를 지워버림

#include <memory>
#include <iostream>
class MyClass {
public:
    MyClass() {
        std::cout << "MyClass 생성자 호출\\n";
    }

    ~MyClass() {
        std::cout << "MyClass 소멸자 호출\\n";
    }

    void doSomething() {
        std::cout << "뭔가를 수행 중...\\n";
    }
};

int main() {
    // std::shared_ptr을 사용하여 여러 곳에서 동적으로 할당된 객체를 공유
    std::shared_ptr<MyClass> sharedPtr1 = std::make_shared<MyClass>();
    std::shared_ptr<MyClass> sharedPtr2 = sharedPtr1; // 참조 계수가 증가

    // 객체에 접근
    sharedPtr1->doSomething();
    sharedPtr2->doSomething();

    // 메모리는 참조 계수에 따라 자동으로 관리됨

    return 0; // sharedPtr1과 sharedPtr2가 범위를 벗어나면 MyClass는 자동으로 삭제됨
}

3. weak_ptr (Weak Pointer)

shared pointer를 이용할 때 두 object가 서로를 참조하고 있으면, shared pointer에서는 영원히 지워지지 않음.
이런 경우를 Cyclic reference라고 하고 이걸 방지하기 위해 대신 사용하는 것이 Weak Pointer.
객체를 소유하지 않는 약한 참조이기 떄문에 객체에 안전하게 접근함

C++ Lvalue와 Rvalue

J2on — Wed, 7 Feb 2024 17:25:43 +0900

제가 이해한 것으로 작성하는 글이라 틀린부분이 있을 수 있습니다.
혹시 잘못된 부분이 있다면 알려주세요.

lvalue와 rvalue를 이해하기 전에 먼저 glvalue와 prvalue, xvalue에 대해 알아야 한다.

glvalue (Generalized Lvalue)

glvalue는 평가에서 개체, 비트 필드 또는 함수의 ID를 결정하는 식입니다.

라는 microsoft의 설명

쉽게 말해 glvalue는 메모리 주소를 나타내는 표현식이다.

그리고 glvalue에는 lvalue와 xvalue가 속한다.

prvalue (Pure Rvalue)

prvalue는 연산자의 피연산산자 값을 계산하는 식, 주로 함수 호출 반환 값 or 상수

a = 3 <- 3은 prvalue

우리가 일반적으로 사용하는 rvalue값이다.

자 다시 lvalue와 rvalue로 돌아가서

우리가 코드를 작성할 때,

왼쪽(lvalue)에는 값을 저장할 변수명을, 오른쪽(rvalue)에는 값이나 혹은 메모리 주소를 넣는다.

lvalue에 주소가 할당되지 않은 상수 같은 값을 넣을 수 있는가?

3 = &a;

적어도 나는 이런 코드를 본적이 없다.

결국

lvalue -> 주소

rvalue -> 값 & 주소

이렇게 저장할 수 있다는 것이다.

앞서 주소는 glvalue, 함수의 결과나 상수는 prvalue(순수 rvalue)라는 것을 알았다.

따라서

lvalue -> 주소 (glvaue 중 lvalue)

rvalue -> 값 & 주소 (prvalue와 glvalue 중 xvalue)

이렇게 사용할 수 있다.

다시 처음에 나온 그림을 보면 왜 이렇게 동작하는지 알 수 있을 것이다.

출처

https://learn.microsoft.com/ko-kr/cpp/cpp/lvalues-and-rvalues-visual-cpp?view=msvc-170

값 범주: Lvalues 및 Rvalues(C++)

자세한 정보: Lvalues 및 Rvalues(C++)

learn.microsoft.com